华工本科生搞发明很,第十一届

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图片 3过半本科生在校期间接受科技项目初步训练

《广东科技报》2011年05月06日第14版
只需把个人的头像输入电脑系统中,就可实现“超级大变脸”;开车时疲劳打盹,智能车载自组网会发出“您已疲劳驾驶,请注意”的警报;坐在轮椅中的残疾人行动不方便,应用“意念控制的轮椅”便可行动自如……在近日举行的第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛作品展示现场,大学生“发明家”们千奇百怪的创意,吸引了众多观众的眼球。

广州日报5月6日AII3版讯全天然的包装材料没有添加剂、通过大脑意念控制轮椅行驶,司机开车时疲劳打盹系统自动提示……在近日结束的第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛上,华南理工大学获得8个特等奖,1个践行《规划纲要》贡献奖,
7个一等奖,相当多的科技作品迸发出智慧的火花。

新快报5月4日AII04版讯  

“超级大变脸”可变出10多种效果

吃得放心:天然包装材料

想给食品保鲜,又不想用亚硝酸盐?华南理工大学轻工与食品学院硕士生刘佳有高招——用他及其同学发明的新型包装材料即可搞掂。像这样的发明还有很多,记者昨日了解到,在华工,积极参与课外科技创新、当个“发明家”,是一件很“潮”的事。全校已有超过一半的本科生在校期间接受过科技项目初步训练。  “我们拥有一大批课外科技创新群体,所以才能优中选优,问鼎全国乃至国际赛事。”据校团委介绍,为了鼓励大学生开展科技创新,学校启动“百步梯攀登计划”和“学生研究计划”,每年拨出300万元经费支持学生课外科技创新活动;2007年起,该校又启动实施教育部的“国家大学生创新性实验计划”。据统计,自2002年以来,华工累计为大学生课外实践创新提供科研经费约2700万元,资助超过7200个项目,参与学生约3.2万人次。

简单输入自己的个人头像,便可产生人脸素描、人脸马赛克拼图及人脸美丽评价等各种效果,这不是在变魔术,而是一个比川剧变脸更厉害的“超级大变脸”系统。
据项目开发者之一、华南理工大学电子与信息学院通信与信息系统专业2009级硕士生陈伊力介绍,他们设计这一系统的理念源于1990年德州大学研究人员提出的“平均脸总是比原来的脸更具吸引力”这一心理学论断。由此,该软件系统以“脸”为主题,应用了平均脸合成技术、人脸美丽评价技术、基于数据驱动的人脸特定效果生成技术及马赛克图片与人脸素描生成技术等,使其能快速制作出包括平均脸、人脸素描、人脸拼图、马赛克头像等具有特殊观赏性的图片,并具备老年样貌预测、后代样貌预测、幼时人脸预测、人脸自动美化等多种功能。
“我们希望通过开发各种有趣的以人脸为主题的网络应用程序和良好的人机交互方式吸引用户,并且通过打分、共享、评论等方式增强用户之间的互动,创造大量的用户群体和商业价值。”陈伊力说,目前,该系统合成的中国男、女平均脸已经获得相关部门认可并将作为中国男、女性的标准脸对外公开。下一步,他们将构建一个以“脸”为主题的网络应用系统,提供人脸合成、人脸评价、后代预测、老年化预测等创新功能,实现风格化变脸,以此开创国内乃至国际该类型网站的先河。
除了在交互网站中提供数字娱乐外,陈伊力还表示,通过建立庞大的人脸数据库及完善人脸合成技术,“超级大变脸”系统还可应用到化妆美容和医疗整形的运用、游戏动画制作中虚拟人物生成、广告海报的快速特效、案件侦查中罪犯脸部的合成,以及制作世界各国的标准脸等,因此具有较好的市场前景。

就在举国声讨滥用食品添加剂问题时,一群华南理工大学在校研究生给出了解决的方案——不用添加亚硝酸盐,我们也能吃上新鲜无菌的熟肉制品。  “我们开发出新型淀粉基抗菌活性保鲜包装材料,环保、低廉可降解,能有效改善肉制食品的品质和安全性。”华工轻工与食品学院09级硕士刘佳说。在4月27日至28日举行的第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛上,她的团队申报的“淀粉基控释型食品抗菌活性包装材料”获得特等奖。

●开车打盹?车载报警系统发警报  开车时打盹很危险,有什么好办法可以对付打盹?华工学生为此专门研究出一套智能网络系统,它能“聪明地”感知驾驶员的状态,在驾驶员打盹时发出警报。  据发明成员之一林建文介绍,这套系统实际上是一个智能车载自组网,其先进的模式识别算法能准确快速地识别驾驶员疲劳、打盹、分神等不正常状态,在出现危险驾驶或紧急情况时,及时发出报警信号——“您已疲劳驾驶,请注意”。  这套系统成本不到1000元,目前正在最后的完善阶段,准备进入市场。  ●熟肉保鲜?无防腐剂可保质两周  “我们开发出新型淀粉基抗菌活性保鲜包装材料,熟肉在不添加任何防腐剂的情况下,可以保鲜两周。这种材料环保、低廉又可降解,能有效改善肉制食品的品质和安全性。”华工轻工与食品学院2009级硕士生刘佳自豪地宣布。在4月27日至28日举行的第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛上,刘佳的团队申报的项目获得特等奖。  这个项目目前已进入终试阶段,业已申报国家发明专利,不日将进行产业化生产。  ●行走艰难?试试用意念控制轮椅  那部曾经让我们无比好奇的霍金用的能说话的轮椅,如今在华工也有了类似产品。  华工自动化专业2008级硕士研究生余天佑领衔设计的“超级智能轮椅”,实现了基于脑机接口的电动轮椅控制系统,系统通过从使用者头皮上采集的脑电信号,直接控制轮椅的行驶。使用者仅需通过自己的想象与接受车载电脑的视觉刺激,就可以控制轮椅的行驶,如左右转动、加减速和启动、停止等。

“智能车载自组网”可识别路面及司机情况

行得舒心:意念驾驶轮椅

当一条路堵车堵得水泄不通,另一条路则畅通无阻时,司机如何快速判断并作出正确选择?一个“聪明”的智能车载自组网系统可帮你忙。
据发明团队成员之一的林建文介绍,智能车载自组网通过分布式的方式,能准确高效地感知车辆的位置,速度等信息。同时,利用先进的模式识别算法,能准确快速地识别驾驶员疲劳、打盹、分神等不正常状态,在出现危险驾驶或紧急情况时,及时地发出“您已疲劳驾驶,请注意”的报警信号,有效地预防交通事故,保证交通安全。此外,还可以为驾驶员和交通管理者等及时提供车辆状态、交通路况等全方位信息,实现舒适高效驾驶和交通网络的优化调度,改善交通拥堵现象,减少交通事故发生。
林建文说,智能车载自组网经过完善后,还可与移动通信网、物联网等相结合,构成“泛在网”,实现无处不在的信息感知。此外,在地震等突发灾害发生后,移动通信网瘫痪的情况下,车载自组网的多种设备能自发地组成应急网络,保证通信畅通和信息交互,司机由此可实现自救互救。

轮椅是很多残疾人的代步工具,相信不用四肢而用意念控制轮椅的行驶,一定是很多人的愿望。多模态脑机接口轮椅控制系统让这一想法不再是梦。  参赛团队负责同学余天佑介绍,这一系统是由大脑发出的脑电信号来驾驶轮椅。现场展示时,记者看到,示范者的头上插上几十个电极帽,通过电脑控制,就可按照人的意愿行驶了。  余天佑说,这一系统还可通过集成字符输入、网络浏览器、家电控制以及游戏等让残疾人在轮椅上可以与外界交流。

“意念控制的轮椅”为残疾人提供方便

驾驶安心:叫醒打盹司机

由华南理工大学自动化科学与工程学院2008级硕士研究生余天佑等设计的“多模态脑机接口轮椅控制系统”,是通过利用使用者的脑电信号来驾驶轮椅,由此在“挑战杯”的赛场上吸引了各界的关注。
据余天佑介绍,他们应用了基于脑机接口的电动轮椅控制系统。该系统通过从使用者头皮上采集的脑电信号,来直接控制轮椅的行驶,给存在运动功能障碍的残疾人或者有相关需要的人员,提供另一种意愿输出的途径以及与外界环境交互的能力,给予其生活或工作方面的辅助。同时,为了解决轮椅控制中的特殊要求,他们对脑机接口系统和脑电信号分析方法进行了大量的优化。一方面,采用多模态的脑信号处理及模式识别的方法,从脑电信号中提取两种独立的信号进行速度和运动方向的控制;其次,还通过融合两种信号特征进行轮椅启动和停止的控制。由此,使用者只须通过自己的想象及接受车载电脑的视觉刺激,就可以控制轮椅的行驶,如左右转动、加减速前进,以及启动、停止等。
“我们设计这一意念控制的轮椅,就是希望能为像霍金这样的人提供更为便捷的表达思想的途径,不至于让这位伟大的科学家的思想被禁锢。”余天佑说,这个系统可延伸到集成字符输入、网络浏览器、家电控制以及游戏等,让残疾人在轮椅上可以与外界交流、浏览网络、控制电视等,丰富他们的生活。他还表示,电影《阿凡达》中有很多“脑机接口”的应用镜头,如阿凡达、机器人的控制,骑马和驾驶飞龙等。他们下来将把脑机对接方面的研究不断推向深入,以提供更多、更灵活的控制方式。“也许有一天,人类能够像电影《阿凡达》中描述的一样,用自己的意念就可以灵活地控制复杂的外部设备。”

在华工学生的新一代智能车载自组网中,车辆间能够自主构建一个车载自组织网络;先进的模式识别算法能准确快速地识别驾驶员疲劳、打盹、分神等不正常状态,在出现危险驾驶或紧急情况时,提醒驾驶员,并向附近车辆发出报警信号,预防交通事故。

玩得开心:合成后代模样

在众多的科技创新作品当中,“超级大变脸”被称为最好玩的作品。团队负责人陈伊力介绍,这个系统以“脸”为主题,利用人脸图像和各种先进的图像处理方法制作出包括平均脸、人脸素描、马赛克头像等具有特殊图片。  体验者拍下照片后,系统马上能为其量身定做其老了或是婴儿时期的样子。只需上传任意两个人的照片,网站马上能合成“爱的结晶”的模样。此外,还有脸型分析,测出每张脸的“美丽指数”。

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